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聚合物表面施胶剂的制备与工业施胶应用的研究

作　者: 王永斌
导　师: 马政生
学　校: 西北大学
专　业: 化学工程
关键词: 表面施胶剂 聚合物 乳液聚合 丙烯酸酯乳液 造纸助剂
分类号: TS753
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 340次
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内容摘要


本工作利用乳液聚合工艺研制开发了一种新型苯乙烯-丙烯酸酯(SAE)类造纸表面施胶剂，探讨了乳液聚合的工艺条件对产品性能的影响，并完成了产品的中试和工业应用。结果表明产品达到了国外BASF同类产品DS-400的性能，成本低于DS-400，应用前景广泛。 主要工作如下： 1．综述了目前国内外造纸表面施胶技术及施胶剂的研究及应用现状。 2．研制开发了一种替代进口的新型苯乙烯-丙烯酸酯(SAE)类造纸表面施胶剂，并对产品进行了一系列的测试和表征。 3．通过实验探讨了乳液聚合工艺条件对产品性能的影响，获得的最佳工艺条件是： ①单体及其比例为：苯乙烯35～40％、丙烯酸丁酯15～18％、甲基丙烯酸甲酯25～30％、丙烯酸-2-羟丙酯15～18％、丙烯酸2～5％。 ②乳化剂为阴离子和非离子表面活性剂复合物，其比例为磺酸盐型／OP-10=1：10，用量为占乳液总量的2.2～2.6％。 ③缓冲剂为碳酸氢钠，保持体系pH值=10。 ④反应温度75～85℃ ⑤反应时间约4小时 ⑥聚合工艺：半连续法自由基乳液聚合。 4．在最佳工艺条件下完成了500kg规模的工业中试放大。 5．将中试产品在国内几家大型纸厂进行了应用实验，结果表明： ①本文所制备SAE的聚合物表面施胶剂可以提高纸张的拉毛强度、减少掉毛、掉粉、耐折度、施胶度和断裂长等各项性能。其中，在同样条件下纸张定量由60 g／m~2提高到62.1 g／m~2；拉毛强度(正、反)由1.10m／s、1.38 m／s提高到1.68m／s、2.10m／s；横向耐折度由12次提高到16次；纸断裂长2767m提高到2812m；吸水性(Cobb值)由20 g／m~2降低到17g／m~2。 ②该工艺技术生产的SAE产品用量为3.0公斤／吨纸时，与巴斯夫公司DS-400的用量3.3公斤／吨纸时测得的表面强度效果相当。固含量25％的DS-400在国内售价为14000元／t；而该产品的原料成本不足5000元／t，其市场应用潜力明显。

全文目录


摘要  3-4
Abstract  4-9
第1章 综述  9-22
  1.1 表面施胶简介  9-11
    1.1.1 表面施胶的意义  9-10
    1.1.2 表面施胶的方法  10
    1.1.3 表面施胶的作用机理  10-11
  1.2 表面施胶剂的需求现状和发展趋势  11-14
    1.2.1 表面施胶剂的需求现状  11-12
    1.2.2 表面施胶剂的发展趋势  12-13
    1.2.3 合成表面施胶使用现状  13-14
  1.3 合成表面施胶剂及其技术简介  14-19
    1.3.1 苯乙烯-马来酸酐溶液聚合物(SMA)表面施胶剂  14-16
    1.3.2 苯乙烯-丙烯酸溶液聚合物(SAA)表面施胶剂  16-17
    1.3.3 水性聚氨酯乳胶(PUD)表面施胶剂  17
    1.3.4 苯乙烯-丙烯酸聚合物乳胶(SAE)表面施胶剂  17-19
  1.4 乳液聚合及其技术  19-20
    1.4.1 乳液聚合工艺  19-20
    1.4.2 乳液聚合物结构及表征  20
  1.5 本文研究的意义、目的和内容  20-22
第2章 实验部分  22-26
  2.1 原料和仪器  22-24
    2.1.1 主要原料  22-23
    2.1.2 主要原料用量  23
    2.1.3 装置仪器  23-24
  2.2 实验制备  24
    2.2.1 聚合物胶乳的制备  24
    2.2.2 表面施胶剂的配制  24
  2.3 分析测试  24-26
    2.3.1 结构表征检测装置  24-25
    2.3.2 胶乳的测试方法  25
    2.3.3 纸页性能测试方法  25-26
第3章 结果与表征  26-31
  3.1 红外谱图测试  26-27
  3.2 表面施胶剂的扫描电镜测试  27-28
  3.3 表面施胶剂性能测试  28-30
    3.3.1 稳定性测试  28-29
    3.3.2 起泡性测试  29
    3.3.3 粘度测试  29
    3.3.4 玻璃化温度测试  29-30
  3.4 纸页表面施胶后的性能测试  30-31
    3.4.1 施胶度测试  30
    3.4.2 表面强度测试  30
    3.4.3 成膜测试  30-31
第4章 影响因素分析  31-37
  4.1 单体及其配比的选择  31-33
    4.1.1 聚合单体选择依据  31-32
    4.1.2 聚合单体用量的选择  32-33
  4.2 乳化剂及其配比的选择  33-35
    4.2.1 乳化剂选择依据  33-34
    4.2.2 乳化剂用量的选择  34-35
  4.3 引发剂选择及配比的影响分析  35-36
    4.3.1 引发剂选择依据  35
    4.3.2 引发剂用量的选择  35-36
  4.4 其他聚合条件的的影响分析  36-37
第5章 表面施胶剂的机理研究  37-45
  5.1 乳液聚合过程及机理  37-43
    5.1.1 反应过程  37
    5.1.2 反应机理  37-43
  5.2 表面施胶及机理  43-45
第6章 工业设计及产品应用  45-55
  6.1 生产放大实验  45-46
    6.1.1 原材料  45
    6.1.2 生产操作工艺  45-46
  6.2 工业生产初步设计  46-49
    6.2.1 生产工艺流程  46-47
    6.2.2 主要设备  47
    6.2.3 厂房及设备安装施工简图  47-49
  6.3 产品介绍  49-50
    6.3.1 产品性能指标  49
    6.3.2 产品使用方法  49-50
  6.4 产品应用实验  50-55
    6.4.1 应用实验一  50-51
    6.4.2 应用实验二  51-52
    6.4.3 应用实验三  52-55
第7章 研究总结及结论  55-56
参考文献  56-59
致谢  59

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中图分类: > 工业技术 > 轻工业、手工业 > 造纸工业 > 造纸工艺 > 混合、调料
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